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两个水稻株高突变体的遗传与基因定位

作　者: 陈仁霄
导　师: 王才林
学　校: 南京农业大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 水稻(Oryza sativa L.) 显性高秆半矮秆突变体 DT1 sd-h(t) 遗传分析基因定位
分类号: S511
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

水稻(Oryza sativa L.)是人类最重要的粮食作物之一,由水稻的果实——稻谷加工成的大米,是全世界数十亿计的人民赖以生存的主食。株高是水稻品种的一个十分重要的农艺性状。植株过高容易引起倒伏减产,适当矮化则耐肥、抗倒,从而增产。矮化育种是水稻育种的一个重大突破,矮秆良种的选育和推广显著提高了水稻的产量。水稻是研究禾本科植物的模式作物,新的水稻株高基因的克隆及其功能研究将有助于我们了解植物生长发育的分子生物学机理,这也将为利用基因工程技术进行作物遗传改良奠定基础。本研究对从导入bar基因的籼稻半矮秆材料9311HR的BC3F2中发现的一个籼稻高秆突变体9311HR-T进行了遗传分析,并对其高秆突变基因进行了精细定位。同时对从02428的矮秆突变体02428ha与02428的杂交后代筛选获得的3个02428双矮品系的株高进行了遗传分析,以02428双矮／培矮64S F3家系作为定位群体,对02428ha的半矮秆基因进行了定位。主要研究结果如下：1、对突变体9311HR-T与野生型9311HR的株高性状进行比较的结果表明,突变体平均株高达214.1cm,比野生型的133.1cm增加81.0cm,增幅达60.8%,其穗长及各节间长度均比野生型极显著增加。2、将9311HR-T分别与9311、9311HR及02428进行正反交,对其杂交F1代的株高进行调查表明,F1代的株高均表现为高秆,表明控制高秆突变体9311HR-T株高性状的基因为显性基因。分别对9311HR-T／9311HR F2和9311HR-T／02428 F2两个分离群体的株高进行调查,结果表明两个F2群体中高秆植株和矮秆植株呈3：1的单基因分离比例。以上结果表明,突变体9311HR-T的高秆性状受1对显性基因控制。3、将半矮秆广亲和粳稻02428与突变体9311HR-T杂交得到F1代,F1代自交获得F2种子,播种F2种子获得由2227个单株构成的F2分离群体,从中选取株高与02428相似的单株组成定位群体。利用随机选取的129株矮秆单株,应用SSR标记,将9311HR-T的显性高秆基因DT1初步定位于第1染色体长臂上的SSR标记RM472和RM1387之间。4、为了进一步将该基因精细定位,我们又发展了新的SSR标记和InDel标记,并将定位群体放大到537个矮秆单株,最终将DT1基因精细定位于第1染色体长臂上的两个首尾相连的PAC克隆AP003561和AP003379上,SSR标记RM11974和RM11982之间,物理距离约为130kb。基因预测结果表明,在130kb的定位区域内,一共发现有15个开放阅读框,目前已完成部分基因的预测。5、半矮秆突变体02428ha是由隐性高秆材料02428h自然突变而来,将02428ha与原始亲本02428进行杂交,从其F2世代稳定群体中筛选到3个双矮品系(02428双矮),分别以3个双矮品系为亲本与南京6号、南京11号及培矮64S杂交进行遗传分析,结果表明,3个双矮品系的矮生性状均受两对隐性半矮秆基因控制,其中一对基因与半矮秆基因sdl等位,另一对与Sdl不等位。6、分别以02428双矮／南京11 F2、02428双矮／培矮64S F2及02428双矮／培矮64S F3家系3个群体作为定位群体,应用混合分群分析法(BSA),利用分子标记技术将02428ha突变基因sd-h(t)定位于第8染色体长臂末端。结合已公布的水稻基因组物理图谱,比较3个定位群体的连锁分析结果,我们认为应用02428双矮／PA64S F3家系的定位结果更为准确,即目标基因sd-h(t)被定位于SSR标记RM477、RM5545和RM23652的同侧,与它们的遗传距离均为1.06cM。

全文目录

摘要  6-8
ABSTRACT  8-11
符号与缩略语英汉对照  11-14
第一章文献综述  14-37
  1 水稻株高突变体定义和分类  14-16
  2 水稻株高性状的遗传与定位研究  16-25
    2.1 株高性状的遗传  16-17
    2.2 株高性状的基因定位  17-20
    2.3 株高基因的克隆  20-25
  3 水稻株高基因的育种利用  25-27
    3.1 水稻矮生基因在育种中的应用  25-26
    3.2 水稻隐性高秆基因eui在育种中的应用  26-27
  4 分子标记及其应用  27-37
    4.1 概述  27
    4.2 分子标记的类型  27-34
    4.3 分子标记在作物遗传育种上的应用  34-37
第二章籼稻高秆突变体9311HR-T的株高遗传分析与基因定位  37-59
  1 材料与方法  38-44
    1.1 供试材料  38-39
    1.2 试剂与仪器  39-41
    1.3 方法  41-44
  2 结果与分析  44-56
    2.1 突变体9311HR-T与野生型的形态与农艺性状的比较  44-48
    2.2 突变体高秆性状的遗传分析  48-50
    2.3 DT1基因的图位克隆  50-56
  3 讨论  56-59
    3.1 高秆突变体9311HR-T及其高秆基因DT1的育种利用  56-57
    3.2 高秆基因DT1的精细定位结果  57-59
第三章水稻双矮品系的获得与半矮秆基因sd-h(t)的定位  59-74
  1 材料与方法  60-62
    1.1 供试材料  60
    1.2 试剂与仪器  60
    1.3 试验设计  60-62
  2 结果与分析  62-71
    2.1 双矮品系的获得  62-63
    2.2 农艺性状比较  63-65
    2.3 双矮品系的遗传分析  65-68
    2.4 02428ha突变基因的分子定位  68-71
  3 讨论  71-74
第四章全文总结  74-77
  1 全文结论  74-75
    1.1 籼稻高秆突变体9311HR-T的株高遗传分析与基因DT1的精细定位  74-75
    1.2 水稻双矮品系的获得与半矮秆基因sd-h(t)的定位  75
  2 本研究的创新之处  75-77
参考文献  77-89
致谢  89-90
攻读硕士学位期间发表的论文  90

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